Способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей Советский патент 1980 года по МПК G06G7/14 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано, в частности для алгебраического суммирования частот в устройствах управления асинхронным тяговым электроприводом. Известен способ суммирования частот двух импульсных последователь ностей, основанный на преобразоваНИИ входных импульсных последователь ностей в цифровой код суммы их периодов и кодирования периода первой входной частоты импульсами, полученными от деления опорной частоты на код cyNftftj периода, с последующим делением на полученный код умноженной второй входной частоты 1. Недостатки способа - сложность формирования равномерного выходного сигнала, ограниченный диапазон изме нения входных частот и ограниченные функциональные возможности. Известен также способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанный на преобразовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, причем входные импульсные последовательности соответственно преобразуют в цифровые коды периодов первой и второй входных частот и код алгебраической суммы периодов, а выходные импульсы формируют посредством умножения опорной частоты на код cyNHvoJ периодов и последующего деления на коды периодов первой и второй входных частот 2, Недостатками этого спосо.ба являются сложность формирования выходного сигнала с равномерным следованием импульсов и пониженное быстродействие. Цель изобретения - упрседение формирования суммарной выходной последовательности импульсов и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается . тем, что в способе алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанном на преобразовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, входные импульсные последовательности преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых равны периодам следования импульсов соответствующих входных импульсных последовательностей, а амплитуды равны между собой, причем в случае вычитания оба периодических напряжения задают функциями одинакового вида, а в случае сложения первое периодическое напряжение задают такой функцией времени, вид которой является зеркальным отображением вида функции времени второго периодического напряжения, полученные периодические напряжения сравнивают между собой и формируют выходные импульсы в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений сравниваемых периодических напряжений,пр котором в случае вычитания знаки производных по времени сравниваемых периодических напряжений совпадают между собой, а в случае сложения знаки этих производных противоположны друг другу. .

На фиг. 1 приведена диаграмма сраниваемых периодических напряжений в течение двух периодов высокой частоты для случая получения разности частот; на фиг. 2 - временные рчаграммы, поясняющие формирование алгебраической суммы частот двух импульсных последовательностей соответственно для случаев, когда форми. руемые периодические напряжения имею вид пилообразной функции; на фиг. 3 блок-схема устройства, поясняющая возможный вариант реализации способа суммирования.

Суммируемые последовательности частот f и f преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых Т и Т,- соответственно равны периодам следования импульсов первой и второй импульсных последовательностей, а амплитуды эти периодических напряжений равны между собой и равны постоянной величине А. В случае вычитания оба периодических напряжения задают на своих периодах изменения функциями одинакового вида т.е. если

ц - мгновенное значение первого

периодического напряжения; t - текущее значение относительного времени внутри периода Т изменения первого периодического напряжения (соотвеютвенно внутри периода первой импульсной последовательности) , , Ur, - мгновенное значение второго

периодического напряжения; t, - текущее значение относительного времени внутри периода Т второго периодического напряжения и второй импульсной последовательности, ,TJ

, U2--A 91V то в случае t- tj и нормирования

времен Ц и t2 по периодам Т и Ту должно выполняться тождество

(

t(;V

чПри суммировании частот одна из 5 функций должна быть зеркальным отображением второй, так как аналогично указанному должно выполняться

«(.

Считаем, что от начала периода меньшей частоты до начала первого из изображенных периодов высокой частоты 5 прошло время

пТ + to где п - целое положительное число;

Т - период высокой частоты;

to - начальный фазовый сдвиг. И соответственно до начала второго периода - (п+1)Т + t Из указанного условия одинаковости вида 7 следует, что равенство величин Ц, и и возможно при равенстве аргументов, откуда следует, что

jt nvV4i

й ,

±Й

т„

т

где t, - время от момента t до

t,j - время от момента t До TU - период низкой частоты. Из (1) и (2) легко получить перио ды результирующей частоты, т.е. время между моментами Т + Ц и t,X (при начале отсчета от Ъ,) .

,jie Таким ббразсм, результирующая

частота равна разности входных частот. Аналогично для случая суммирования частот

.ЧПолученное решение будет существовать вне зависи1 5сти Ът вида функций Ч однако может быть не единственным. В общем случае, если производная функции меняет знак за период К раз, то в течение периода большей частоты равенство напряжений может быть от 1 до (к-И) раз, причем один из этих моментов удовлетворяет нашим требованиям. На практике имеет смысл использовать функции, производная которых за период меняет знак не более одного раза, такие как, например, пилообразные (фиг.2), треугольные и синусоидальные. В этом случае условием для выделения необходимого момента в случае вычитания является совпадение знаков производ ных по времени периодических напряжений при Ц, для получения суммы - противоположность знаков этих производных. Суммируемые последовательности f и f2. подаются на входы преобразователей 1 и 2, выходы которых соеди нены с входами блока 3 сравнения и входами блока 4 формирования импуль сов . Третий вход блока 4 пoдкJвoчeн к выходу блока 3. Преобразователи 1 и 2 преобразуют входные импульсны последовательности f и f (фиг.2 в) в соответствукицие периодические напряжения и и и которые в случ вычитания могут иметь вид (фиг.2в), а в случае сложения - фиг. 2д. Блок 3 сравнения в моменты совпадения мгновенных значений формирует управ л ющий сигнал на вход блока 4, который в зависимости от заданного соотношения знаков производных по времени от и и и2 формирует выходные импульсы в случае сложения (фиг.2г) и вычитания (фиг.2е) частот входных сигналов. Рассмотренный способ позволяет упростить формирование равномерного выходного сигнала и повысить быстродействие. Формула изобретения Способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последова тельностей, основанный на преобразовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, о т л ичающий.ся тем, что, с целью упрощения формирования суммарной выходной последовательности импульсов и повышения быстродействия,входные импульсные последовательности преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых равны периодам следования импульсов соответствующих входных импульсных последовательностей, а амплитуды равны между собой, причем в случае вычитания оба периодических напряжения задают функциями одинакового вида, а в случае сложения первое периодическое напряжение задают такой функцией времени, вид которой является зеркальным отображением вида функции времени второго периодического напряжения, полученные периоди-. ческие напряжения сравнивают между собой и формируют выходные импульсы в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений сравниваемых периодических напряжений, при котором в случае вычитания знаки производных по времени сравниваемых периодических напряжений совпадают между собой, а в случае сложения знаки этих производных противоположны друг другу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ю 518768, кл. G 06 F 7/50, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 575650, кл. G 06 F 7/50, 1975 (прототип).

tif Иг

Фаг 2

/f

k-«fc

/г

Фаг. 3